Punktsky og 3D-foto under vann

Bildet: Hans Kristian Nyseth (t.v.) er chief technology officer – teknologisjef – i Dykkerteknikk AS. Foto: Jørn Søderholm

FAGARTIKKEL: Et av verdens første Voyis Discovery kamera gjør det mulig å lage 3D bilder og punktsky under vann. Sylskarpt og supernøyaktig.

Publisert: 5 Mar 2024

Av Hans Kristian Nyseth, Dykkerteknikk AS

Voyis Discovery er et 3D kamera for fotogrammetri under vann. Fotogrammetri i seg selv er ikke nytt. Det brukes mye på droner, blant annet for dokumentasjon av konstruksjonsområder, volummålinger av masser og kartlegging av terreng. Det nye her er at vi gjør det under vann.

Det er veldig få som driver med utstyr for denslags. Kun to-tre leverandører i verden, der kanadiske Voyis er en av de nyeste på banen. Du husker kanskje noen nye, svært nøyaktige bilder av vraket av Titanic som ble publisert tidlig i 2023? De var laget ved hjelp av et kamera som dette fra Voyis, i en tidligere versjon.

(denne artikkelen ble først publisert på Rørbloggen, hallingplast.no )

Voyis og Dykkerteknikk

Vi i lille Dykkerteknikk AS i Norge var tidlig i dialog med Voyis. Dette er en type utstyr som vanligvis brukes i subsea- og offshore-sammenheng, ofte i forbindelse med konstruksjoner på havbunnen.

Vi skjønte fort at dette er utstyr som vil ha minst like stor nytte for bygg, anlegg, VA og andre formål på kysten og i ferskvann. Vi var tidlig ute med bestilling, og fikk i fjor høst oversendt kamera med serienummer 002 fra Voyis.

Artikkelen fortsetter under videoen.

Videoen over ble første gang vist på Hallingtreff 2024. (Video: Jørn Søderholm)

Systemet har allerede bevist sin nytte og gitt verdifulle erfaringer og resultater med ulike typer dokumentasjon. Voyis Discovery gjør det mulig å lage en presis punkstky og målbare fotogrammetri-bilder med svært høy realisme og nøyaktighet, med utstyr som krever minimalt av rigg og oppsett.

I undervannskartlegging er det – eller var til nå – begrenset hvor gode resultater du kan få til. Man har i større grad måttet velge hva man skal oppnå.

Les også: Graver undervannsledninger ned i sjøbunnen med gammel norsk metode

Multistråle-ekkolodd og video

I havbunnskartlegging er multistråle ekkolodd mye brukt. Det gir en veldig god profil av havbunnen og konstruksjoner på bunnen, og det kan dekke store områder. Men det er dårlig egnet for inspeksjon av tilstand. Til det brukes ofte konvensjonelle videoopptak. Når slike opptak skal brukes for tilstandsvurdering må noen sitte å se gjennom opptakene. Ofte i flere timer, og spole fram og tilbake. I forhold med dårlig sikt blir det tilsvarende vanskelig også med videoopptak.

Laserscanning til punktsky som vi kjenner fra land er mulig også under vann, men øker både kompleksiteten av utstyret som skal brukes og kostnadene.

Med dette nye utstyret kan vi lage en 3D-modell med stor nøyaktighet og riktige/realistiske farger. Det tar bare minutter, krever ikke mer utstyr enn det som går baki en vanlig Transporter og kan opereres fra en hvilken som helst båt, kai eller bru.

dykkerteknikk-voyis-1-3

dykkerteknikk-voyis-1-4

Voyis Discovery 3D fotogrammetri

Selve kameraet er veldig lite, sammenlignet med utstyr som ellers brukes i vår bransje. Det veier 15 kilo og får plass i en koffert som minner om gamle dagers Moviebox – om den referansen sier deg noe.

Og det er nettopp den beskjedne størrelsen som er hovedpoenget med systemet. På multistråle ekkolodd er det mye sensorikk som skal passe sammen. Det krever et stort oppsett og ofte en litt større båt. Med dette Voyis Discovery trenger vi i utgangspunktet bare selve kameraet og en ROV. Størrelsen på sistnevnte vil oftere være tilpasset forholdene på stedet, blant annet mtp strøm og sjø.

dykkerteknikk-voyis-1-5

Med kameraet og tilhørende dataprosessering lages en fullverdig punktsky som er internt målbar på alle punkter. Det vil ofte være tilstrekkelig på konstruksjoner som kaier, brufundamenter og sånt. Kai- og brufundamenter er et område vi tror kameraet vil være ekstra aktuelt.

Vi har ganske nylig sett eksempler på at flom og erosjon kan undergrave fundamenter og gjøre store skader på bruer. Vi mener også det er et høyaktuelt verktøy for kartlegging av tilstand på gamle vrak og dokumentasjon etter ulykker.

Les også: Drift av undervannsledninger - erfaringer fra Bergen Vann

Posisjon og tid

Hvis man er interessert i den faktiske posisjonen, så kan vi enkelt legge til utstyr for riktig posisjonering.

- Hvor lang tid tar en undersøkelse og punktskyproduksjon?

Det er et av de vanligste spørsmålene vi får. Det kommer an på kompleksiteten i jobben, der tilkomst og sikt på stedet er blant de viktigste faktorene. Vanligvis tar det ikke lengre tid enn å kjøre ROV-en over området.

dykkerteknikk-voyis-1-2

Undervannsledninger samt bru- og kaifundamenter er et viktig bruksområde. Inspeksjon med 3D punktsky eller modell tar ikke lengre tid enn det tar å kjøre ROV-en over området. (Foto: Jørn Søderholm)

Vi ser modellen bli bygget foran øynene våre etterhvert som vi kjører ROV-en med kameraet over stedet. Selve inspeksjonen kan i prinsippet også gjøres av hvem som helst som kan styre ROV-en. Man trenger ikke være ingeniør på verken undervannsarbeid eller data.

"Hvem som helst" kan kjøre inspeksjonen, og se en rå-data punktsky bli bygget i sanntid. Dette gjør at man med sikkerhet kan se at man ikke har hoppet over deler av objektet under en inspeksjon. I ettertid må vi prosessere modellene får å oppnå ønsket nøyaktighet, men dette går relativt raskt.

Det som tar mest tid er å komme oss til stedet og kjøre ROV-en over området som skal kartlegges eller inspiseres.

Les også: Derfor tar undervannsledninger lengre tid i byråkrati

Nye bilder av Titanic i ekte farger

Jeg nevnte at Titanic-bildene var tatt med en tidligere versjon av Voyis-kameraet. Det var en 2D-versjon med monokamera. Det spesielle med vårt kamera er at det er et stereokamera, med to kameraer som "skyter" bilder. Det gir bilder med veldig god dybde, som er viktig for 3D-visning. Bildene går gjennom den samme type prosessering som med drone-fotogrammetri, der bildene blir sydd sammen til en helhet med hele inspeksjonsobjektet.

Bendik Ernst Øverland (t.v.) og Hans Kristian Nyseth gjør klart til første sjøsetting av ROV med det nye kameraet. (Foto: Jørn Søderholm)

Bendik Ernst Øverland (t.v.) og Hans Kristian Nyseth gjør klart til første sjøsetting av ROV med det nye kameraet. (Foto: Jørn Søderholm)

Kontrollrom på dykkerbåt Dykkerteknikk AS

En svært spennende del av Voyis´ utvikling er en maskinlæringsalgoritme de har laget, som gjør det mulig å sette ekte farger på bildene. I konvensjonelle videoopptak under vann vet vi at når man kommer ned på 15-20 meter, så er alt blågrønt. Andre farger vises ikke, fordi det er kun lys i det blågrønne fargespekteret som slipper ned på sånne dyp.

Det slipper vi her. I inspeksjonen "skyter" vi store mengder lys på objektet, som gjør at vi i etterbehandlingsfasen kan legge på objektets ekte farger. Det gir mye større muligheter til å oppdage blant annet erosjon og lekkasjer.

Sømløs modell med land og vann

Vannspeilet har alltid vært en egen utfordring i vår bransje. Meteren der land og vann møtes er den vanskeligste å håndtere i all kartlegging, både på land og i vann.

Fotogrammetri-teknologien gjør at vi nå har et nytt verktøy for å møte denne utfordringen.

Med georefererte fastpunkter i vannspeilet som både en drone og vårt kamera på ROV kan se og referere mot kan vi lage en sammenhengende punktsky og målbare bilder av et område både på land og under vann. Det gir muligheter til å lage nøyaktige modeller av "hele verden", fra havbunn og opp på land, som blir en digital tvilling av det området man skal jobbe i.

aukra-landfall-06

Landtak for sjøledning på Aukra.

I vann og avløp ser vi veldig ofte seksjoner der anlegg på land skal passe sammen med sjøledninger. Med denne teknologien kan vi enkelt lage en nøyaktig modell av hvordan det ser ut også under vann, der du kan modellere alt av ledninger, koblinger og kummer inn i modellen. Det gjør det enklere enn noen gang å prosjektere vanskelige områder.

Les også: Tungt landtak for Ormen Lange på Aukra

dykkerteknikk-voyis-1-7

Teknologisjef Hans Kristian Nyseth i Dykkerteknikk AS tar imot ROV-en etter den første turen i vannet med Voyis Discovery kamera. (Foto: Jørn Søderholm)

Nøyaktig som punktsky – enkelt som video

Sjøledninger og andre konstruksjoner bør inspiseres med jevne mellomrom for å holde kontroll med tilstanden. Her har vi muligheter til å lage en nøyaktig punktsky av en sjøledning like raskt og enkelt som en videoinspeksjon, men der sluttresultatet er en nøyaktig punktsky eller modell som gjør det enkelt å oppdage endringer i tilstanden.

Dette kameraet representerer en stor og svært viktig teknologisk utvikling, nærmest en kvantesprang. Jeg er svært stolt over at vi er så tidlig ute med det. Jeg vil takke ledelsen i Dykkerteknikk, som har tiltro til mine og mine kollegaers "gale" ideer. Jeg vil også takke utgiver Hallingplast for muligheten til å vise denne muligheten her på Rørbloggen.

Nå gleder jeg meg til å se hvordan markedet tar i bruk fotogrammetri under vann.

Hans Kristian Nyseth (33) er chief technology officer – teknologisjef – i Dykkerteknikk AS. Den jobben har han hatt siden sommeren 2022. Han er en kreativ kar med en utradisjonell cv og lang erfaring innen tekniske løsninger. Han har blant annet jobbet i iSurvey i ni år, startet opp egne bedrifter og jobbet 18 måneder i Filippinene med havbunnskartlegging og teknologiutvikling.

KILDE: Hallingplast / Rørbloggen